JP5307607B2 - 窓開閉検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、窓の開閉状態をホールセンサなどの磁気感知素子を使用して検出する窓開閉検出装置に関する。

従来、監視対象として窓の開閉を検出して警報させる窓開閉検出装置が知られている。このような窓開閉検出装置にあっては、窓ガラスに配置したマグネットの磁力を磁気感知素子で検出し、検出磁力が低下したときに窓開閉と判断して警報させる。また窓に設けたクレセント錠の開閉レバーに配置したマグネットの磁力を別の磁気感知素子で検出し、検出磁力が低下したときにクレセント錠の開放と判断して警報させる装置もある。

従来の窓開閉装置に使用される磁気感知素子は主に磁力の強弱に応じて接点を機械的にオン、オフするリードスイッチを使用していたが、近年にあっては、ホール効果を利用して磁力を検出するホールセンサが使用されている。

ホールセンサを磁気感知素子として使用する場合、検出対象とするマグネットに近いほど強い磁力がホールセンサを通過することで高いセンサ出力が得られる。ホールセンサで検出した磁気レベルに基づく窓の開閉検出は、窓を閉じた状態で検出される磁気レベルの最大値に対し、所定比率低い値を判定閾値として設定する。監視中に、検出している磁気レベルが低下して判定閾値以下になったら窓開と判定して警報させる。

また窓の開放を判定した後に、磁気レベルが増加して判定閾値を超えた時、窓閉と判定して警報を復旧させるようにしている。

窓開閉検出装置を現場で窓サッシに取り付ける場合、引き違い窓の内側の縦枠の横に窓開閉検出装置を両面テープやビス止めなどで固定し、窓縦枠に固定した窓開閉検出装置の側面に相対する外側の窓ガラスに短冊状のマグネットを位置合せして両面テープで貼り付ける。

この位置合せは上下方向におけるマグネットのセンターが装置内蔵のホールセンサの位置となるようにすることが望ましいが、装置外部からはホールセンサの位置は分からないため、例えば装置上端にマグネット上端を合わせると正しい位置決めができるようにしている。この取り付け状態でマグネットと装置内蔵のホールセンサとの距離が略最短となり、最大磁力レベルまたはそれに近いレベルが得られる。

特開２００３−２８１６３６号公報 特開２００１−１４９９０号公報

しかしながら、このような従来の窓開閉検出装置の現場における取り付け作業にあっては、窓縦枠に取り付けた窓開閉検出装置の例えば上端にマグネットの上端を合わせることで位置決めするようにしていたとしても、実際の現場作業においては、必ずしも正しい位置決めができず、マグネットとホールセンサの上下方向の位置関係が大きくばらつく。

このような位置のばらつきは、マグネットからの距離の増加に対し磁力が距離の２乗に比例して低下する関係にあることから、位置ずれが大きいと窓閉鎖状態でホールセンサにより検出される磁力レベルが低くなって窓開閉に対する分解能が低下し、窓開閉に対する検出精度が低下する恐れがある。

この問題を解決するためには現場における取り付け作業の位置決め精度を高めれば良いが、取り付け現場における窓の状況も様々であり、位置決め誤差の許容範囲が狭いために現場での取り付け作業に手間と時間がかかる問題がある。
また、採用するマグネットが複数種あり場合は、マグネットの寸法や磁力パターンが異なるため、採用するマグネットとホールセンサとの位置により検出精度が異なる。

本発明は、装置内蔵の磁気感知素子に対し分離配置されるマグネットの許容設置範囲を広くして窓閉鎖状態で充分な分解能の磁力レベルが得られるようにした窓開閉検出装置を提供することを目的とする。

本発明は窓開閉検出装置に於いて、
監視対象に配置したマグネットによる磁力レベルを検出する複数の磁気感知素子と、
窓の閉鎖状態で複数の磁気感知素子で検出された磁力レベルを比較し、窓の状態監視において最も検出精度が高い磁力レベルが得られた磁気感知素子を選択する磁気感知素子選択部と、
選択された磁気感知素子で検出した磁力レベルと所定の判定閾値の比較により窓の開又は閉を判定する窓開閉監視部と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、本発明の窓開閉検出装置は、例えば２つの磁気感知素子を備え、窓縦枠に対する設置状態で２つの磁気感知素子を上下方向に所定距離を離して配置する。

本発明の窓開閉検出装置は、更に、窓の閉鎖状態で登録操作を判別した際に、選択された磁気感知素子により磁力レベルを検出して登録し、登録した磁力レベルに基づいて判定閾値を求めて登録する登録処理部を設けたことを特徴とする。
磁気感知素子選択部で選択されなかった磁気感知素子は、通常窓開閉状態監視に使用しないマグネットが不正に近づいたことを監視するために使用する。

本発明によれば、装置本体に縦方向に所定距離を離して例えば２つの磁気感知素子としてのホールセンサを配置し、窓閉鎖状態で２つのホールセンサで検出されるマグネットによる磁力レベルの内、窓の状態監視において最も検出精度が高い磁力レベルが得られたほうの磁力レベルとなるホールセンサを選択することで、分離配置されるマグネットの上下方向の取り付け位置にずれがあっても、最適なホールセンサが選択され、マグネットの位置ずれの影響を受けることなく、充分な分解能を持つ磁力レベルによる高精度の窓の開閉検出ができる。

また、窓開閉検出装置に組み合わせて使用するマグネットが、使用している磁性材料の相違から高さ方向の寸法が相違していたとしても、異なる寸法のマグネットの配置に対し最も有効な監視ができるホールセンサが選択され、マグネットそのものの寸法の相違に対しても充分な分解能をもつ磁力レベルによって高精度の窓の開閉検出ができる。

本発明による窓開閉検出装置の設置状態を示した説明図 本発明による窓開閉検出装置の実施形態を示した組立分解図 図１の設置状態におけるホールセンサとマグネットの関係を示した説明図 本実施形態による窓開閉検出装置の回路構成を示したブロック図 図４のＡＤ変換ポートによる磁気レベル検出信号のＡＤ変換特性を示したグラフ図 本実施形態における２つの窓開閉検出用ホールセンサの検出信号から取得した磁力レベルの距離に対する関係を示したグラフ図 本実施形態におけるクレセント錠検出マグネットとホールセンサの関係を示した説明図 本実施形態における施錠検出用ホールセンサの距離に対する磁力レベルの関係を示したグラフ図 図４のプロセッサによる本実施形態の窓開閉検出処理を示したフローチャート 図９のステップＳ３における窓開閉登録処理の詳細を示したフローチャート 図９のステップＳ４におけるクレセント錠登録処理の詳細を示したフローチャート 図９のステップＳ７における窓開閉監視処理の詳細を示したフローチャート 図９のステップＳ８における施錠監視処理の詳細を示したフローチャート サイズの異なる２種のマグネットを使用した場合の設置状態におけるホールセンサとマグネットの関係を示した説明図

図１は本発明による窓開閉検出装置の設置状態を示した説明図である。図１において、本発明の窓開閉検出装置１０は監視対象とする引き違い窓の窓サッシ１２ａ，１２ｂの縦枠に両面テープ又はビスなどにより固定される。

窓開閉検出装置１０の上側には、窓サッシ１２ａ，１２ｂを閉じた状態で、相対する位置に窓開閉検出マグネット１４を両面テープで貼り付けており、窓開閉検出マグネット１４からの磁力を内蔵した磁気感知素子としてのホールセンサにより検出している。

窓サッシ１２ａ，１２ｂを開くと、窓開閉検出マグネット１４が窓開閉検出装置１０から離れることで磁力が低下し、この磁力の低下をホールセンサで検出して窓開を示す検出信号を別途設置された監視盤に無線で送信して警報させる。

また窓開閉検出装置１０はその下端を窓サッシ１２ａ，１２ｂに設けているクレセント錠１６に近接するように配置し、クレセント錠１６の開閉レバー１８に貼り付けたクレセント錠検出マグネット２０の磁力を下端側に内蔵した別のホールセンサで検出している。

クレセント錠１６は開閉レバー１８を図示の垂直方向に回した操作位置で窓サッシ１２ａ，１２ｂを施錠しており、このときクレセント錠検出マグネット２０は窓開閉検出装置１０に最も近接してホールセンサで検出する磁力が最大となり、施錠状態を検出している。

開閉レバー１８を下側に回してクレセント錠１６を開錠すると、クレセント錠検出マグネット２０が離れることで磁力が低下し、この磁力の低下をホールセンサで検出して解錠状態を示す検出信号を監視盤に無線送信して警報させる。

図２は本発明による窓開閉検出装置の実施形態を示した組立分解図である。図２において、本実施形態の窓開閉検出装置１０は装置本体２２とカバー部材２４で構成され、カバー部材２４は装置本体２２に対し着脱自在であり、正面中央に表示窓５７を設け、装置本体２２の表示部（不図示）の表示状態が見えるようにしている。

装置本体２２は、ボディケース３６内に回路基板３８を組み立てている。

回路基板３８の上部側にはセンサ基板４５が起立され、ここに第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１と第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２を所定距離Ｌだけ離して配置している。また回路基板３８の下端にはクレセント錠検出用ホール素子４８が設置される。

図３は図１の設置状態における窓開閉検出用のホールセンサ４６とマグネット１４の関係を示した説明図であり、図３（Ａ）に平面を示し、図３（Ｂ）に横方向から見た状態を示している。

図３（Ａ）に示すように、本実施形態の窓開閉検出装置１０は内側に位置する窓サッシ１２ａの縦枠に両面テープ又はビスにより取り付けられ、窓開閉検出装置１０の右側面に相対して窓サッシ１２ｂのガラス面に窓開閉検出マグネット１４を両面テープで接着している。

窓開閉検出装置１０に内蔵した窓開閉検出用ホールセンサは、図３（Ｂ）に示すように、センサ基板４５に第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１と第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２を所定距離Ｌだけ離して上下に配置している。

第１及び第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−１，４６−２に対する窓サッシ１２ｂのガラス面におけるマグネット１４の取付許容範囲は、センサ中心線４７を中心に上下にそれぞれ距離Ｌだけ離れた境界線４９ａ，４９ｂの間の範囲となる。

図３（Ｂ）はマグネット１４の上下方向の中心を上側に配置した第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１に位置決めした状態であり、マグネット１４から見て第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１までの距離が、第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２までの距離より短いため、第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１からの検出信号による磁力レベルの方が大きくなり、このため図３（Ｂ）の場合には、磁力レベルの大きいセンサの方が、充分な分解能を持つ高精度の窓の開閉検出ができるとして、第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１が窓開閉監視のために選択される。

図３（Ｃ）はマグネット１４の上下方向の中心を下側に配置した第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２に位置決めした状態であり、マグネット１４から見て第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２までの距離が、第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１までの距離より短いため、第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２からの検出信号による磁力レベルの方が大きくなり、このため図３（Ｃ）の場合には、第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２が窓開閉監視のために選択される。

即ち、マグネット１４の上下方向の中心がセンサ中心線４７の上側の距離Ｌの範囲にあれば第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１が選択され、センサ中心線４７の下側の距離Ｌの範囲にあれば第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−１が選択される。

なお、窓の構造によっては窓サッシ１２ｂが内側となり、その縦枠に図３とは反対向きに窓開閉検出装置１０が設置される場合もある。その場合は窓サッシ１２ａのガラス面に貼り付けた窓開閉検出マグネット１４による磁力線は窓開閉検出用ホールセンサ４６を左から右に通過して、図３（Ｂ）の場合とは逆方向となるため、窓開閉検出用ホールセンサ４６からはマイナスとなる逆極性の磁力レベル検出信号が出力される。

図４は本実施形態による窓開閉検出装置の回路構成を示したブロック図である。図４において、制御部として設けられたプロセッサ５０はワンチップマイコンとして知られたコンピュータであり、１チップにＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ、ＡＤ変換ポート、各種の入出力ポートなどを備えており、本実施形態ではＥＥＰＲＯＭなどの不揮発メモリ６８を外付けしている。

第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１で検出した窓ガラスに設けた窓開閉検出マグネット１４による磁力レベル検出信号は、増幅回路５２−１で増幅された後にＡＤ変換ポート７０−１に与えられ、デジタル変換した磁力レベル（ＡＤ変換値）をプロセッサ５０に取り込まれる。

同様に、第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２で検出した窓ガラスに設けた窓開閉検出マグネット１４による磁力レベル検出信号は、増幅回路５２−２で増幅された後にＡＤ変換ポート７０−２に与えられ、デジタル変換した磁力レベルをプロセッサ５０に取り込まれる。

また、施錠検出用ホールセンサ４８で検出したクレセント錠１６の開閉レバー１８に設けたクレセント錠検出マグネット２０による磁力レベル検出信号も増幅回路５４で増幅された後にＡＤ変換ポート７２に与えられ、デジタル変換した磁力レベルをプロセッサ５０に取り込まれる。

プロセッサ５０に対しては、表示部５６、登録スイッチ６０及び無線送信部６６が設けられている。

表示部５６は２色ＬＥＤを設けており、例えば窓開や解錠に応じて異なる色で点灯して状態を表示する。

登録スイッチ６０は本実施形態の窓開閉検出装置１０の使用開始時に行う窓開閉登録モードとクレセント錠登録モードの設定に使用される。
無線送信部６６は送信回路が設けられ、監視状態を監視盤に対して無線送信を行う。

不揮発メモリ６８には、窓開閉検出装置１０を窓に設置した状態で行われる窓開閉登録処理の際に選択された第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１又は第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２から取得した磁力レベルＶｓｉ（但しｉ＝１又は２）と、磁力レベルＶｓｉに基づいて求めた窓開閉検出の第１窓判定閾値ＴＨ１と、悪戯などによる強い磁石を近づけたときの磁力を検出する第２窓判定閾値ＴＨ２が記憶されている。

また不揮発メモリ６８には、窓開閉登録処理に続いて行われるクレセント錠登録処理で施錠検出用ホールセンサ４８から取得した磁力レベルＶｓ３と、磁力レベルＶｓ３に基づいて求めた錠開閉検出の錠判定閾値ＴＨ３が記憶されている。

プロセッサ５０にはＣＰＵによるプログラムの実行により実現される機能として、センサ選択部７４、窓開閉登録処理部７６、施錠登録処理部７８、窓開閉監視部８０、施錠監視部８２及び通信制御部８４が設けられている。

センサ選択部７４は、登録スイッチ６０の操作により窓開閉登録モードを設定したときに動作し、窓の閉鎖状態で第１及び第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−１，４６−２の検出信号から取得された磁力レベルＶｓ１，Ｖｓ２を比較し、大きい方のレベルが得られたホールセンサを選択する。このホールセンサの選択は、具体的にはＡＤ変換ポート７０−１，７０−２からの磁力レベルの取込みを選択する。

窓開閉登録処理部７６は、窓閉鎖状態でセンサ選択部７４により選択されている例えばＡＤ変換ポート７０−１からの窓開閉検出マグネット１４による磁力レベルＶｓ１を所定周期で取得し、予め設定した所定の有効レベルと比較し、有効レベルを超えていた場合には、不揮発メモリ６８に磁力レベルＶｓ１として記憶する。

なお、初期登録時に測定した第１及び第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−１，４６−２の検出信号から取得された磁力レベルＶｓ１，Ｖｓ２共に不揮発メモリ６８に初期登録してもよい。

初期登録が済むと選択したホールセンサにより登録した磁力レベルＶｓ１に対し所定の比率だけ低いレベルを窓開閉の第１窓判定閾値ＴＨ１として算出して不揮発メモリ６８に登録する。つまり、窓が開かれてホールセンサの磁力検出レベル値が低下したことで窓開を判定する為の閾値ＴＨ１を登録する。更に、初期登録した磁力レベルＶｓ１に対し通常ではあり得ない所定の比率だけ高いレベルを悪戯により近づけられた強い磁石の磁力を判定する第２窓判定閾値ＴＨ２として不揮発メモリ６８に登録する。

施錠登録処理部７８は、登録スイッチ６０の再操作でクレセント錠登録モードを設定した際に動作し、ＬＥＤ５６が点滅している間、即ち登録スイッチ６０を操作してから所定の登録有効期間の間にクレセント錠１６の開閉レバー１８を施錠位置に操作してクレセント錠検出マグネット２０を近づけた状態とする。

施錠登録処理部７８は、クレセント錠登録モードの動作中、所定周期で施錠検出用ホールセンサ４８から検出した磁力レベルを取得し、予め設定した所定の有効レベルと比較し、有効レベルを超えていた場合には、不揮発メモリ６８に磁力レベルＶｓ３として記憶する。

登録処理部７４は、初期登録した磁力レベルＶｓ３に対し所定比率だけ低いレベルを算出して錠判定閾値ＴＨ３として不揮発メモリ６８に登録する。つまり、クレセント錠が開かれてホールセンサの磁力検出レベル値が低下したことでクレセントの開錠を判定する為の閾値ＴＨ３を登録する。

窓開閉監視部８０はセンサ選択部７４により選択されている例えばＡＤ変換ポート７０−１から取り込まれた第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１からの磁力レベルを不揮発メモリ６８から読み出した第１窓判定閾値ＴＨ１と比較し、窓の開又は閉を判定し、判定結果を示す電文を無線送信部６６から監視盤に送信して警報又は警報解除を行わせる。

また、窓開閉監視部８０は外部から強力な磁石を近づけることで磁力レベルが閾値ＴＨ１以下としないようにして窓を開けるよう悪戯による不正行為に対処するため、選択されているＡＤ変換ポート７０−１から取り込まれた第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１からの磁力レベルを不揮発メモリ６８から読み出した第２窓判定閾値ＴＨ２と比較し、磁力レベルが第２窓判定閾値ＴＨ２を超えた時にも窓開と見做して警報を行う。

なお、施錠及び解錠時の磁力レベルに基づき通常使用状態の磁力レベルの適正範囲を設定し、磁力レベルが適正範囲から上下に外れた場合には不正行為が発生したと判定するようにしても良い。つまり、適正使用範囲の上限値を施錠時の磁力レベルよりも所定比率分高い値に設定し、下限値を解錠時の零点レベルよりも所定比率小さい値に設定して、適正範囲内に磁力レベルがあるかを検出して不正行為を判定するようにしてもよい。これはクレセント錠の磁力レベルの測定や窓開閉検出の磁力レベルの測定のいずれにおいても適用できる。

施錠監視部８２は施錠検出用ホールセンサ４８から得られた磁力レベルを施錠登録処理部７８により設定した錠判定閾値ＴＨ３と比較し、錠判定閾値ＴＨ３以下となった場合にクレセント錠の開と判断して錠開を示す電文を無線送信部６６から監視盤に送信して警報させる。また、施錠監視部８０は、錠開を検出した後に、錠閉に戻った場合にも、その旨の電文を監視盤に無線送信する。

通信制御部８４は窓開閉監視部８０及び施錠監視部８２の判断に基づく電文を送信させる。

図５は図４のＡＤ変換ポート７０−１による磁気レベル検出信号のＡＤ変換特性を示したグラフ図である。図５に示した第１及び第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−１は磁力線の通過方向によりプラス極性の磁気レベル検出信号とマイナス極性の磁気レベル検出信号を出力する。

第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１からの磁気レベル検出信号は増幅回路５２−１で増幅され、増幅された磁力レベル検出信号（電圧信号）はＡＤ変換される。

このＡＤ変換ポート７０−１の変換特性は、縦軸に示すように、１０進ＡＤ変換値として０〜２５６の値を持ち、入力するプラス極性の磁気レベル検出信号０〜＋ＶｍａｘをＡＤ変換値１２８〜２５６に変換し、入力するマイナス極性の磁気レベル検出信号０〜−ＶｍａｘをＡＤ変換値１２８〜０に変換する。なお、ＡＤ変換ポート７０−２，７２も図５と同じ変換特性となる。

図６（Ａ）は本実施形態における装置側面から窓開閉検出マグネット１４までの距離ｄに対する第１及び第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−１，４６−２で検出した磁力レベルの関係を示したグラフ図である。なお、実際のＡＤ変換ポート７０−１，７０−２の変換特性は図５のようになるが、図６にあっては、説明を簡単にするため、磁力レベル検出信号の極性に関らず、ＡＤ変換値を０〜１２８として示している。

図６（Ａ）の特性は例えば図３（Ｂ）の設置状態で、装置側面から窓開閉検出マグネット１４までの距離ｄをｄ＝０〜２４ｍｍの範囲で変化させて測定した磁力レベルに対応したＡＤ変換値を示しており、特性Ａが第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１による磁力レベルであり、特性Ｂが第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２による磁力レベルである。

このような特性について、例えば現場で設置した際の距離ｄがｄ＝９ｍｍであったとすると、第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１による特性Ａでは磁力レベルＶｓ１であり、また第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−２による特性Ｂでは磁力レベルＶｓ２であり、この場合、図４のプロセッサ５０に設けたセンサ選択部７４は大きい磁力レベルＶｓ１を取得した第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１を選択し、以後の磁力レベルはＡＤ変換ポート７０−１から取り込むようにする。

図６（Ｂ）はセンサ選択部７４により選択された第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１による特性Ａを取り出しており、Ｐ点で得られた磁力レベルＶｓ１を不揮発メモリ６８に初期登録する。続いて、初期登録した磁力レベルＶｓ１より所定比率αだけ低い値を第１窓判定閾値ＴＨ１を
ＴＨ１＝Ｖｓ１−α・Ｖｓ１
として算出し、不揮発メモリ６８に登録する。

更に、初期登録した磁力レベルＶｓ１を所定比率β増加して通常監視ではあり得ない値とした第２窓判定閾値ＴＨ２を
ＴＨ２＝Ｖｓ１＋β・Ｖｓ１
として算出し、外部から強力な磁石を近づける悪戯などの不正行為を窓開とみなす判定閾値として不揮発メモリ６８に登録する。

ここで図６（Ｂ）に示した磁力レベルＶｓ１、第１窓判定閾値ＴＨ１，第２窓判定閾値ＴＨ２を図５のＡＤ変換値に反映させると、磁力レベルがプラス極性の場合は、Ｐ点の磁力レベルＶｓ１はＶｓ１＝Ｖｓ１＋１２８、Ｑ点の窓判定閾値ＴＨ１はＴＨ１＝１２８＋ＴＨ１、Ｒ点の窓判定閾値ＴＨ２はＴＨ２＝１２８＋ＴＨ２となる。

また磁力レベルがマイナス極性の場合には、Ｓ点の磁力レベルＶｓ１はＶｓ１＝１２８−Ｖｓ１、Ｔ点の窓判定閾値ＴＨ１はＴＨ１＝１２８−ＴＨ１、Ｕ点の窓判定閾値ＴＨ２はＴＨ２＝１２８−ＴＨ２となる。

図７は、本実施形態におけるクレセント錠検出マグネット４８と施錠検出用ホールセンサ４８の関係を示した説明図である。図７において、窓開閉検出装置１０における装置本体２２のクレセント錠側の端部には施錠検出用ホールセンサ４８が配置され、その前方（下方）にカバー部材２４に収納した円錐状の集磁体２６を配置している。

クレセント錠１６の開閉レバー１８に設けたクレセント錠検出マグネット２０は、開閉レバー１８の施錠状態で図示のカバー部材２４の外端面から距離ｈに位置し、この施錠位置での距離ｈが最小距離となる。クレセント錠検出マグネット２０からの磁束は集磁体２６の大径入射面に入った後、反対側の小径出射面に収束されて施錠検出用ホールセンサ４８を通過する。

このようなクレセント錠検出マグネット２０による磁束は施錠検出用ホールセンサ４８で磁力に応じた電圧信号として検出され、増幅回路５４で増幅した後にＡＤ変換ポート７２により磁力レベル（ＡＤ変換値）として読み込まれる。

図８は図７に示した装置端面からクレセント錠検出マグネット２０までの距離ｈに対する施錠検出用ホールセンサ４８で検出した磁力レベルの関係を示したグラフ図である。

なお、実際のＡＤ変換ポート７２の変換特性は図５と同じになるが、図８にあっては、説明を簡単にするため、磁力レベル検出信号の極性に関らず、ＡＤ変換値を０〜１２８として示している。

図４のプロセッサ５０に設けた施錠登録処理部７８は、例えばＰ点の磁力レベルＶｓ３を取得したとすると、取得した磁力レベルＶｓ３を不揮発メモリ６８に初期登録する。

続いて、初期登録した磁力レベルＶｓ３から所定比率γ分低い値として施錠判定閾値ＴＨ３を
ＴＨ３＝Ｖｓ２−γ・Ｖｓ２
として算出して不揮発メモリ６８に登録する。

図９は図４のプロセッサによる本実施形態の監視処理を示したフローチャートである。

図９において、図３に示したような現場設置が済んだ状態で電源が投入されると、ステップＳ１で初期化処理と自己診断処理が実行され、異常が無ければステップＳ２に進み、不揮発メモリ６８に記憶されているデータを読み込む。

続いてステップＳ３に進み、カバー部材２４を開いて登録スイッチ６０をオン操作することによって窓開閉登録処理を実行し、磁力レベルＶｓ１と窓判定閾値ＴＨ１，ＴＨ２を不揮発メモリ６８に登録する。

続いて、ステップＳ４に進み、登録スイッチ６０を再度オン操作することによって施錠監視登録を実行し、磁力レベルＶｓ３と錠判定閾値ＴＨ３を不揮発メモリ６８に登録する。

続いてステップＳ５で所定の監視周期への到達の有無を判定しており、監視周期への到達を判定するとステップＳ６に進んで電池４４に対するローバッテリ監視処理を実行する。このとき電池電圧が規定電圧以下に低下していると、ローバッテリを示す電文を監視装置に無線送信して障害表示を行わせる。

次にステップＳ７で窓開閉監視処理を実行し、窓開又は窓閉を判定すると、その内容を示す電文を監視装置に送信する。更にステップＳ１８でクレセント錠の施錠監視処理を実行し、錠開又はその後の錠閉を判定すると、その内容を示す電文を監視装置に送信する。続いてステップＳ９で定期通報時間経過かを判別し、経過を判別した場合にはステップＳ１０に進み、定期通報電文を監視装置に送信する定期通報処理を行う。

図１０は図９のステップＳ３における窓開閉登録処理の詳細を示したフローチャートである。図１０において、まずステップＳ１１で登録スイッチ６０のオン操作を判別しており、磁力レベルの初期登録のため、窓を閉鎖した状態で図４に示したように窓開閉検出マグネット１４を最小距離に設定し、登録スイッチ６０を操作すると、登録スイッチオンが判別されてステップＳ１２に進み、赤色ＬＥＤ５６ａを点滅し、ステップＳ１３で窓開閉登録モードをスタートする。

登録モードがスタートすると、ステップＳ１４でＡＤ変換ポート７０−１，７０−２から第１及び第２窓開閉検出用ホールセンサ４６−１，４６−２による磁力レベルＶｓ１，Ｖｓ２を取得し、ステップＳ１５で高い方の磁力レベルを読み込むようにＡＤ変換ポート７０−１又は７０−２を選択する。

続いて、ステップＳ１６で所定の登録可能期間を経過したか否か判別しており、登録可能期間が経過するまでの間、ステップＳ１７に進んで、選択した磁力レベルを取得し、ステップＳ１８で取得した磁力レベルを予め設定した所定の有効レベルと比較し、有効レベルである場合には、ステップＳ１９に進み、不揮発メモリ６８に磁力レベルＶｓ１として記憶する。有効レベルの値であるかの判定とは、測定した磁力レベルに基づき、窓の開閉状態及び侵入者が不正にマグネットを近づけたこと判断できるかどうかであり、その後のステップで算出する窓判定閾値ＴＨ１、ＴＨ２共に図６のＡＤ変換値の０付近に存在しない、及び１２８付近もしくは１２８以上の飽和値にならない閾値設定できる磁力レベルかどうかで判定する。

続いてステップＳ２０で初期登録した磁力レベルＶｓ１から所定比率αだけ低い窓判定閾値ＴＨ１を算出して不揮発メモリ６８に登録する。

またステップＳ２１で初期登録した磁力レベルＶｓ１を所定比率βだけ高い外部から強い磁石を近づける悪戯による不正行為を判定するための窓判定閾値ＴＨ２を算出して不揮発メモリ６８に登録する。

不揮発メモリ６８に磁力レベルＶｓ１及び窓判定閾値ＴＨ１，ＴＨ２が登録されると、ステップＳ２２で窓開閉監視部８０による窓開閉の監視処理を開始させ、ステップＳ２３で表示部５６の緑色ＬＥＤ５６ｂを点灯して登録完了を報知する。

一方、登録スイッチ６０の操作により登録モードを設定している登録可能期間の間に、ステップＳ１８で有効レベルを超える磁力レベル得られなかった場合には、ステップＳ１６で登録可能期間を経過を判別したときにステップＳ２４に進んで赤色ＬＥＤ５６ａを点滅から点灯に切り替えて初期登録の失敗を表示し、ステップＳ２５で登録処理のエラー状態を登録すると共に、窓開閉監視処理部７８による窓開閉の監視を解除する。

図１１は図９のステップＳ４におけるクレセント錠登録処理の詳細を示したフローチャートである。図１１において、まずステップＳ３１で登録スイッチ６０のオン操作を判別しており、磁力レベルの初期登録のため、開閉レバー１８を解錠位置に操作してクレセント錠検出マグネット２０を最大距離に設定し、カバー部材２４を開いて登録スイッチ６０を操作すると、登録スイッチオンが判別されてステップＳ３２に進み、赤色ＬＥＤ５６ａを点滅し、ステップＳ３３で登録モードをスタートする。

続いて、ステップＳ３４で所定の登録可能期間が経過したか否か判別しており、登録可能期間が経過するまでの間、ステップＳ３５に進んで、磁力レベルＶｓ３を取得し、ステップＳ３６で有効に開閉状態を監視できる範囲の値か否か判別する。監視に有効な値であればステップ３７に進み、取得した磁力レベルＶｓ３として記憶し、ステップＳ３８で正常の登録されたことを点灯表示する。

続いてステップＳ３９に進み、初期登録した磁力レベルＶｓ３から所定比率γだけ低い錠判定閾値ＴＨ３を算出して不揮発メモリ６８に登録し、ステップＳ４０で施錠監視部８２によるクレセント錠の施錠監視を開始させる。

一方、登録スイッチ６０の操作により登録モードを設定している登録可能期間の間に、カバー部材２４を閉じてクレセント錠１６の開閉レバー１８を施錠位置に戻す操作を行わなかった場合には、ステップＳ３６で有効レベルを超える磁力レベル得られないために、ステップＳ３４で登録可能期間を経過を判別したときにステップＳ４１に進んで赤色ＬＥＤ５６ａを点滅から点灯に切り替えて初期登録の失敗を表示し、ステップＳ４２で登録処理のエラー状態を登録すると共に、施錠監視処理部７８によるクレセント錠の施錠監視を解除する。

図１２は図９のステップＳ７における窓開閉監視処理の詳細を示したフローチャートである。

図１２において、まずステップＳ５１で選択されている例えば第１窓開閉検出用ホールセンサ４６−１により検出された磁力レベルをＡＤ変換値として取得し、ステップＳ５２に進んで前回が窓開判定であることを判別すると、ステップＳ５３に進んで窓判定閾値ＴＨ１と比較する。

ステップＳ５３で磁力レベルが窓判定閾値ＴＨ１以下であればステップＳ５４に進んで窓開判定とし、この場合、窓閉の判定状態から窓開の判定状態となる異常検出状態への変化であることから、ステップＳ５５で赤色ＬＥＤ５６ａを点灯し、異常検出状態への状態変化を報知する。

続いてステップＳ５６で窓開判定の電文を監視装置に向けて無線送信し、無線送信が終了するとステップＳ５７で赤色ＬＥＤ５６ｂを消灯する。

一方、ステップＳ５３で磁力レベルが窓判定閾値ＴＨ１を超えていた場合はステップＳ５８で窓判定閾値ＴＨ２と比較し、窓判定閾値ＴＨ２以上の場合は、悪戯などにより強力な磁石を外から近づけたことによる磁力レベルの異常な増加と判断し、ステップＳ５４に進んで窓開判定とし、ステップＳ５５〜Ｓ５７で赤色ＬＥＤ５６ａを窓開判定電文の無線送信が終了するまで点灯駆動する。

また、ステップＳ５２で前回が開判定であった場合には、ステップＳ５９に進み、磁力レベルが窓判定閾値レベルＴＨ１より大きく、窓判定閾値ＴＨ２より小さいときはステップＳ６０に進んで窓閉判定を行う。

続いてステップＳ６１で施錠監視部８２により現在クレセント錠の閉判定中か否か判別し、閉判定中であれば、窓閉で且つ錠閉となる正常監視状態に変化していることからステップＳ６２に進んで緑色ＬＥＤ５６ａを選択する。一方、ステップＳ６１で開判定中であれば、窓開で且つ錠閉となる異常検出状態にあることからステップＳ６３に進んで赤色ＬＥＤ５６ｂを選択する。

そしてステップＳ６４に進み、選択した赤色ＬＥＤ５６ａ又は緑色ＬＥＤ５６ｂを点灯してステップＳ６５で窓閉の判定電文を無線送信し、送信が終了するとステップＳ６６で点灯しているＬＥＤを消灯する。

図１３は図９のステップＳ８におけるクレセント錠開閉監視処理の詳細を示したフローチャートである。

図１３において、まずステップＳ７１で施錠検出用ホールセンサ４８により検出された磁力レベルをＡＤ変換値として取得し、ステップＳ７２に進んで前回が錠閉判定であることを判別すると、ステップＳ７３に進んで錠判定閾値ＴＨ３と比較する。

ステップＳ７３で磁力レベルが錠判定閾値ＴＨ３以下であればステップＳ７４に進んで錠開判定とし、この場合、錠閉の判定状態から錠開の判定状態となる異常検出状態への変化であることから、ステップＳ７５で赤色ＬＥＤ５６ａを点灯し、異常検出状態への状態変化を報知する。

続いてステップＳ７６で錠開判定の電文を監視装置に向けて無線送信し、無線送信が終了するとステップＳ７７で赤色ＬＥＤ５６ｂを消灯する。

ステップＳ７２で前回が開判定であった場合には、ステップＳ７８に進み、磁力レベルが錠判定閾値レベルＴＨ３より大きいときはステップＳ７９に進んで錠閉判定を行う。

続いてステップＳ８０で窓開閉監視部８０により現在窓の閉判定中か否か判別し、閉判定中であれば、窓閉で且つ錠閉となる正常監視状態に変化していることからステップＳ８１に進んで緑色ＬＥＤ５６ａを選択する。

一方、ステップＳ８０で窓開判定中であれば、窓開で且つ錠閉となる異常検出状態にあることからステップＳ８２に進んで赤色ＬＥＤ５６ｂを選択する。そしてステップＳ８３に進み、選択した赤色ＬＥＤ５６ａ又は緑色ＬＥＤ５６ｂを点灯してステップＳ８４で錠閉の判定電文を無線送信し、送信が終了するとステップＳ８５で点灯しているＬＥＤを消灯する。

図１４は、サイズの異なる２種のマグネットを使用した場合の設置状態におけるホールセンサとマグネットの関係を示した説明図である。

図１４（Ａ）はサマリウムコバルト磁石１４−１を使用した場合であり、また図１４（Ｂ）はネジウム磁石１４−２を使用した場合である。ネオジウム磁石１４−１は最も強力な磁石であり、これに次ぐ磁石としてサマリウムコバルト磁石１４−２が知られている。

このため同じ磁力を発生するようにした場合、図１４（Ａ）のサマリウムコバルト磁石１４−１の長さＬ１に対し、図１４（Ｂ）のネジウム磁石１４−２の長さはＬ２と短くなる。

そこで図１４（Ａ）のように、窓開閉検出装置１０に設けた例えば図２のカバー部材２４のマーカ２４ａなどで決まる取付基準線９０にサマリウムコバルト磁石１４−１の上端を位置決めしたとき、上下方向の中心が第２窓開閉検出用ホールセンサ１４−２に相対するようにする。この場合には、第２窓開閉検出用ホールセンサ１４−２による磁力レベルの方が大きいため、ＡＤ変換ポート７０−２による磁力レベルの読込みが選択される。

一方、図１４（Ｂ）のように、窓開閉検出装置１０の取付基準線９０にネジウム磁石１４−２の上端を位置決めしたとき、上下方向の中心が第１窓開閉検出用ホールセンサ１４−２に相対するようにする。この場合には、第１窓開閉検出用ホールセンサ１４−１による磁力レベルの方が大きいため、ＡＤ変換ポート７０−１による磁力レベルの読込みが選択される。

このように本実施形態にあっては、磁性材料の相違によりサイズの異なる２種のマグネットの互換使用を可能とする。

なお、上記の実施形態にあっては、窓開閉検出用ホールセンサを２つ上下方向に所定距離だけ離して配置した場合を例にとるものであったが、３つ以上のホールセンサを配置しても良い。

また、上記の実施形態にあっては、ホールセンサのオフセットを含む磁力レベルを初期登録して判定閾値を求めているが、ホールセンサのオフセットを測定して不揮発メモリに記憶しておき、初期登録した磁力レベルから判定閾値を算出する際に、磁力レベルからオフセットを差し引いて磁力レベル変化量を正確に求め、この変化量から所定比率低い値を求め、この値にオフセットを加算して判定閾値としても良い。

また、上記の実施形態においては、磁力レベルの高い方のホールセンサを選択して窓の開閉監視を行っているが、登録時に測定した高い方の磁力レベルが、監視するにあたって有効な範囲の磁力レベルを超える例えば極端に高い値の場合には、他方の磁力レベルの低い値のホールセンサを選択しても良い。この場合、低い方の磁力レベルが有効監視範囲内にあることを条件として選択するようにしても良い。測定した磁力レベルと各種閾値ＴＨ１、ＴＨ２が共に監視に有効な範囲のレベルである磁気検出素子を選択するようにしてもよい。

また、上記の実施形態においては、登録モード時に選択しなかったホールセンサは監視に使用していないが、窓開閉状態監視に使用しても良い。たとえば、登録モード時に両方のホール素子の磁力レベルの初期値を登録しておき、窓開閉監視に選択したホールセンサの磁力レベルが適正範囲値を検出していても、選択しなかったホールセンサの磁力レベルが通常監視時の磁力レベルよりも大きく異なる値を示した場合には別のマグネットを近づけたりするなど不正行為の可能性があると判断して警報を出してようにしても良い。

また選択しなかったホールセンサの磁力レベルの検出値が、選択したホールセンサの磁力レベルの検出値よりも高くなった場合も、不正行為の可能性があるとして警報を出力するようにしても良い。

選択しなかったホールセンサを不正行為検知用のホールセンサに設定し、このホールセンサに対しても磁力レベルの初期検出値から所定比率を掛けた閾値を算出し、磁力レベルが閾値を越える値を示した場合には、不正侵入者がマグネットを近づけて侵入を試みていると判断して警報を出すようにしても良い。

また、本発明はその目的と利点を損なうことの無い適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：窓開閉検出装置
１４：窓開閉検出マグネット
２２：装置本体
４６−１：第１窓開閉検出用ホールセンサ
４６−２：第２窓開閉検出用ホールセンサ
４８：施錠検出用ホールセンサ
６０：登録スイッチ
７４：センサ選択部
７６：窓開閉登録処理部

Claims (3)

1. 監視対象に配置したマグネットによる磁力レベルを検出する複数の磁気感知素子と、
   窓の閉鎖状態で前記複数の磁気感知素子で検出された磁力レベルを比較し、窓の状態監視において最も検出精度が高い磁力レベルが得られた磁気感知素子を選択する磁気感知素子選択部と、
   前記選択された磁気感知素子で検出した磁力レベルと所定の判定閾値の比較により窓の開又は閉を判定する窓開閉監視部と、
   を備え、
   前記磁気感知素子は、窓縦枠に対する設置状態で２つの磁気感知素子を上下方向に所定距離を離して配置したことを特徴とする窓開閉検出装置。
   
2. 請求項１記載の窓開閉検出装置に於いて、更に、窓の閉鎖状態で登録操作を判別した際に、前記選択された磁気感知素子により磁力レベルを検出して登録し、登録した磁力レベルに基づいて前記判定閾値を求めて登録する登録処理部を設けたことを特徴とする窓開閉検出装置。
   
3. 請求項１記載の窓開閉検出装置に於いて、前記磁気感知素子選択部で選択されなかった磁気感知素子は、通常窓開閉状態監視に使用しないマグネットが不正に近づいたことを監視することを特徴とする窓開閉検出装置。

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